Величко Олена Михайлівна. Теоретичні основи взаємодіїінформаційного, енергетичного і матеріального потоків у друкарському контакті

Краткое описание

Величко Олена Михайлівна. Теоретичні основи взаємодіїінформаційного, енергетичного і матеріального потоків у друкарському контакті : Дис... д-ра наук: 05.05.01 - 2006.

Величко О. М. Теоретичні основи взаємодії інформаційного, енергетичного і матеріального потоків у друкарському контакті.— Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.01 „Машини і процеси поліграфічного виробництва”. — Українська академія друкарства, Львів, 2006.
Дисертація присвячена розробленню теоретичних основ взаємодії інформаційного, енергетичного і матеріального потоків для продукування відбитків елементами друкарського контакту. Розроблено новий науковий підхід до опису друкарського процесу як способу продукування інформації. Розвинуто енергетичну концепцію друкарських процесів; запропоновано і обґрунтовано нову класифікацію способів друку; розроблено енергетичну модель друкарського контакту; встановлено та обґрунтовано кількісні аналітичні вирази, що описують процеси взаємодії: елементів друкарського контакту; інформаційного, матеріального і енергетичного потоків впродовж всього технологічного циклу і друкарського контакту зокрема; розвинуто нові теоретичні основи і розроблено та впроваджено практичні методи інтенсифікації процесів закріплення відбитків, які є суттєвим внеском у теорію і практику сучасного друкарства. Комплексно досліджено структуру і властивості елементів друкарського контакту, визначено закономірності їх змін під упливом технологічних режимів і середовищ. Розроблено, обґрунтовано і перевірено практично методики оперативного контролю.

Вирішено та експериментально обґрунтовано важливу науково-прикладну проблему — розроблення теоретичних основ друкарського процесу як способу взаємодії інформаційного, енергетичного і матеріального потоків для продукування відбитків. Вона є новим науковим підходом до опису друкарського процесу як способу продукування інформації. Розвинута енергетична концепція друкарських процесів; запропонована і обґрунтована нова класифікація способів друку; розроблена енергетична модель друкарського контакту; встановлені та обґрунтовані кількісні аналітичні вирази, які описують процеси взаємодії: інформаційного, матеріального і енергетичного потоків впродовж всього технологічного циклу і друкарського контакту, зокрема, елементів друкарського контакту; розвинуті нові теоретичні основи і розроблені та впроваджені практичні методи інтенсифікації процесів закріплення відбитків, що є суттєвим внеском у теорію і практику сучасного друкарства.
При цьому отримано такі результати:
1. На підставі аналізу науково-технічних джерел узагальнено сучасний стан і напрямки розвитку технології та техніки друкарства. Доведено необхідність переосмислення та перегляду основ теорії друкарських процесів у звязку з розробкою: цифрових технологій; нових технологічних принципів взаємодії матеріалів у класичних і нових способах друку; нетрадиційних джерел енергії; відповідних друкарських апаратів та форм, що мають якісні параметри принципово відмінні від традиційних.
2. На основі аналізу теоретичних, термінологічних і технологічних основ сучасних способів друку обґрунтовано нове визначення терміну „друкарський процес” як способу взаємодії у визначений проміжок часу інформаційного, енергетичного та матеріального потоків для відтворення інформації на друкованому відбитку. Запропоновано нову класифікацію способів друку за трьома головними ознаками: видом енергії перенесення зображення; засобом енергетичної дії; конфігурацією енергетичної дії (способом просторово-графічної будови ДЕ на формі) та одною додатковою визначально-пояснювальною характеристикою.
3. На основі теоретичного аналізу енергетичного потоку і аналітичних виразів перетворення енергії від первинного зовнішнього джерела до вторинних, які продукуються безпосередньо в технологічному процесі, визначено енергетичні основи контактних способів друку та енергетичні принципи кодування й декодування інформації через взаємодію елементів друкарського контакту. Розроблено і обґрунтовано енергетичну модель друкарського контакту, яка відображає перетворення, нагромадження, перерозподіл і розсіювання енергетичного потоку елементами контакту.
4. Розроблено комплексну методику і проведено теоретичні й експериментальні дослідження на основі нової концепції — взаємодії енергетичного, інформаційного і матеріального потоків у друкарському контакті із використанням візуальних та інструментальних засобів визначення технологічних параметрів і якісних показників. Моделювання друкарського процесу проведено в провідних лабораторіях навчальних та наукових закладів України, Польщі, Німеччини. Перевірку друкарського процесу і його складників у виробничих умовах здійснено на сучасних підприємствах України і Росії, що підтверджено актами виробничих випробувань. Статистична обробка та дисперсійний, регресійний і фрактальний аналізи експериментальних даних здійснено у пакетах MathCard 2000, Excel 2000, ПРИАМ, TalyMap Expert 2.0.15.
5. Розроблено, обґрунтовано теоретично і практично підтверджено актами виробничих випробувань нові оперативні методики оцінки активності широкого кола ФПК і контролю колірних характеристик друкарських форм МПДПЗ, які уможливили прогнозування властивостей форм для забезпечення високої якості продукування відбитків.
6. Встановлено зміни структури ДЕ в процесі виготовлення форм і друкування, що пов’язано із деструкцією поверхневих шарів в результаті енергетичної дії. Розроблено нову конструкцію монолитної друкарської форми МПДКЕ з основою, що складається з додаткових опор нез’єднаної структури, та спосіб оброблення ФДФ у водному розчині оцтової кислоти з добавками щавелевокислого заліза та гексаметилентетраміну, що зменшує спотворення графічних елементів на 20 %, підвищує оптичну густину відбитків на 0,2 Б, на які отримано свідоцтва про винаходи.
7. Вивчено й узагальнено друкарсько-технічні властивості ОГП та закономірності перенесення фарби і ЗР, пов’язані: зі змінами у поверхневих шарах зі збільшенням числа циклів друкарського контакту; застосуванням змивних засобів; впливом ЗР. Уперше застосовано методику поверхнево-параметричної оцінки геометричних структур ОГП в системі 3D за допомогою фрактального аналізу. Встановлено, що характер геометричних структур — ізотропний випадковий, який не змінюється зі збільшенням числа циклів контакту. Однак, зменшення параметрів висоти мікронерівностей і ступеня розвинутості поверхні та збільшення показника величини утримання мастила залишковими впадинами підтверджує виявлений характер перенесення фарби і ЗР ОГП, спричинених впливом факторів друкарського контакту.
Для забезпечення стабільної роботи ОГП офсетного декеля і підвищення вдвічі ресурсу його роботоздатності запропоновано здійснювати обробку поверхні ОГП потоком ІЧ-випромінювання впродовж 3...7 хв на віддалі від джерела до поверхні 15...25 см та періодично контролювати коефіцієнт поверхневого натягу, на що отримано патент України.
8. Уперше комплексно досліджено структуру, фізико-механічні та друкарсько-технічні властивості фарбових валиків з гуми та поліефіруретану. Досліджено: фарбомісткість; деформаційні властивості; коефіцієнт поверхневого натягу валиків; вплив змивних засобів на набрякання матеріалу валиків. Розроблено і впроваджено у виробництво фарбових валиків у ТОВ „Десса” (Україна) та інших поліграфічних підприємств рекомендації стосовно: коректного застосування водогінної води для розведення змивних засобів з метою усунення набрякання валиків; вдосконалення технологічних процесів контактних способів друку; раціонального застосування розчинників та змивних засобів для поліпшення друкарсько-технічних властивостей контактувальних пар, що підтверджено актами випробувань і впровадження. Розроблено новий склад технологічного очищувального розчину для ефективного видалення фарби з поверхні валиків, який не викликає значного їх набрякання і на який отримано патент України.
9. Досліджено та визначено технологічні параметри зволожувальних чохлів: поглинання води та ЗР; міцність жмутків ниток, витриманих в технологічних середовищах, на роздир; за якими можна прогнозувати друкарсько-технічні властивості чохлів у процесі їх експлуатації.
10. Уперше досліджено фарбомісткість паперу нового композиційного складу на основі модифікових видів целюлози КМЦ і ФЕЦ залежно від параметрів друкарського контакту та електрокінетичних властивостей сировини та проведено теоретичне обґрунтування одержаних закономірностей.
11. Здійснено комплексну оцінку технологічного середовища друкарського контакту. Вивчено схему розподілу фарби і ЗР у друкарському контакті МПДПЗ. Доведено вплив реологічних властивостей фарб, структури поверхні формних пластин та шару ЗР на якісні параметри відбитків. Визначено аналітичні вирази матеріального балансу в друкарському контакті МПДПЗ та товщини поверхневого шару ОГП, який впливає на перенесення фарби і ЗР. Визначено характер когезійно-адгезійних за’язків на межі „ЗР—ПрЕ” і „ЗР—ОГП” та показано їх зміни упродовж друкарського контакту, зумовлені змінами поверхневих властивостей контактувальних пар. Встановлено величину емульгування сучасних фарб МПДПЗ, яка становить межі 53...67 %, та вплив ЗР на їх реологічні властивості.
12. Встановлено вплив ЗР та способу наповнення анодної плівки на структуру ПрЕ монометалевих форм на оксидованому алюмінії. Силікат натрію та додаткова обробка у гідрофілізуючому розчині призводить до зниження коефіцієнта поверхневого натягу () та зажирювання ПрЕ у друкарському контакті. Зміна ПрЕ впродовж накладу і поява не властивих поверхні іонів кальцію, вуглецю, заліза пояснюється змінами структури і властивостей води і ЗР у процесах контакту.
13. Розвинуто теоретичні основи та розкрито значення технологічних процесів остаточного закріплення фарби на задруковуваних матеріалах — пористих (всотувальних) і непористих (невсотувальних) носіях інформації, для збереження інформаційної місткості відбитків упродовж тривалого часу. Розроблено класифікації методів і засобів інтенсифікації закріплення фарби на відбитках, та схему енергетичних процесів теплообміну у задруковуваному матеріалі, які доводять, що взаємодія матеріального та інформаційного потоків продовжується й після друкарського контакту, від енергетики і фізико-хімічної сутності якої залежить якість інформації.
14. Розроблено і експериментально випробувано метод інтенсивного закріплення відбитків за допомогою ІЧ-випромінювання щільного енергетичного потоку, який реалізовано у конструкціях сушильних пристроїв ВАТ „УкрНДІ СВД” і який сприяє підвищенню продуктивності контакту при друкуванні по сирому, скорочує операцію попередньої активації поверхні полімерних матеріалів.
15. Уперше проведено комплексний аналіз сучасних систем кодування і декодування інформації (CTF і CTP) та оцінено вплив матеріального і енергетичного потоків на якість технологічних процесів відтворення інформації в друкарському контакті. Встановлено, що текстова інформація кеглів 6...8 відтворюється зі значними спотворенням в межах 5...20 %. Розтискування на відбитках чорної фарбиперебуває у межах 6...36 %, градаційні спотворення — в межах 0...16 %. Виявлено, що узагальнена порівняльна характеристика процесу відтворення інформації за растровим полемчорної фарби у технологіях CТF та CТP має однаковий порядок величин, що зумовлено однаковою роздільною здатністю практично всіх порівнюваних засобів кодування і декодування інформації. Доведено, що технології CТF і CТP в даний час конкурують між собою лише за організаційними та вартісними параметрами.
16. Уперше експериментально визначено зміни інформаційного потоку при застосуванні нетрадиційних методів растрування. Встановлено, що відмінності в перебігу розподілу оптичної густини відбитків Dвідб.МДПКЕ в глибоких тінях зображення залежать від параметрів і режимів растрування. Збільшення лініатури традиційного растру, зміна крапки на лінію та Eccentric 1 змінюють лінійний характер залежності Dвідб.=f(Sвідн.ор.) на екстремальний. Варіант нетрадиційного растрування Groovy_5 Esko-Graphics з параметрами: кут нахилу 45орастрових елементів Eccentric 1 з лініатурою, що в три рази перевищує задану (48 лін/см), початок перетворення традиційного растру 93 % забезпечує збільшення Dвідб.до 1,56 Б на ділянках полів 94 %. Виявлені закономірності вказують на необхідність подальших досліджень в цьому напрямку з метою розробки і впровадження нових перспективних технологій для управління інформаційним потоком.
17. На підставі проведених експериментальних досліджень розроблено схему функціонування системи „оригінал—відбиток” як робочого потоку відтворення інформації. Показано, що рух інформаційного потоку можна описати згідно рівняння Пригожина-Гленсдорфа, де нелінійний характер перебігання процесів і кооперативна поведінка їх елементів зумовлюють стан поточної рівноваги, який характеризується мінімальним виробництвом ентропії. Обґрунтовано аналітичні вирази для кількісного опису матеріального потоку друкарського контакту з урахуванням розсіювання фарби при стабільному фарбоперенесенні за умов постійного тиску і швидкості та температури друкарської форми в смузі контакту при друкуванні зі сталими параметрами процесу.
18. На основі термодинамічних закономірностей проведено аналіз друкарського контакту. Встановлено його просторову і часову структуру та наведено графічний вираз друкарського контакту за виробництвом ентропії при різноймовірних станах. За результатами діагностики друкарського контакту на основі теорії графів встановлено аналітичний вираз меж його поточної рівноваги і розраховано його чисельні межі — 2022 відбитка для МПДПЗ, які гарантують оптимізацію поточного контролю друкованої продукції й зниження впливу стохастичності її виробництва.